Wie hängen Dichte und Auftrieb zusammen?
Die Auftriebskraft ist direkt proportional zur Dichte der Flüssigkeit, in die ein Gegenstand eingetaucht ist.
Auftrieb ist die Tendenz, in einer Flüssigkeit aufzusteigen oder zu schweben. Die auf Gegenstände, die in Flüssigkeiten eingetaucht sind, ausgeübte Aufwärtskraft wird als bezeichnet Auftriebskraft.
Die Formel für Auftriebskraft lautet
#F=ρVg = mg#
woher #ρ# ist die Dichte, #V# ist die Lautstärke und #m# ist die Masse der verdrängten Flüssigkeit. #g# ist die Erdbeschleunigung (9.81 m · s⁻²).
Je dichter die Flüssigkeit ist, desto größer ist der Auftrieb und die Auftriebskraft.
Beispiel:
Ein durchschnittlicher 25-jähriger erwachsener Mann mit einer Masse von 70 kg hat eine Dichte von
1.06 kg / dm³.
Sein Volumen ist
#V# = 70 kg × #(1"dm³")/(1.06"kg")# = 66 dm³
Da die Wasserdichte 1.00 kg / dm³ beträgt, verdrängt die Person 66 kg Wasser.
Die Auftriebskraft des Wassers reicht nicht aus, um ihn über Wasser zu halten.
Die Wasserdichte im Toten Meer beträgt 1.24 kg / dm³. Die Person, die in dieses Wasser eingetaucht ist, verdrängt sich
66 dm³ × #(1.24"kg")/(1"dm³")# = 82 kg Wasser.
Die Auftriebskraft des Wassers ermöglicht es ihm, mühelos im Toten Meer zu schwimmen.
Dieses Video zeigt ein klassisches Experiment, den kartesischen Taucher, bei dem die Tiefe des Tauchers von der auf ihn einwirkenden Auftriebskraft abhängt. Durch Ändern der Dichte des Tauchers (durch Ändern des Drucks) wird die Auftriebskraft geändert.
Video von: Noel Pauller